Что такое нанометр?

Нанометр (нм) - единица длины в метрической системе, равная одна миллиардная метра (1 х 10-9 м). Многие наверняка слышали об этом раньше - он часто ассоциируется с нанотехнологии и создание или изучение очень маленьких вещей. Очевидно, что нанометр меньше метра, но вам может быть интересно, насколько он мал? Или какие профессии или реальные продукты работают в этом наноскопическом масштабе? Или как это соотносится с другими метрическими измерениями длины?

Насколько мал нанометр?

Все метрические измерения основаны на расходомере. Осмотрите любую линейку или измерительную ленту, и вы увидите пронумерованные отметки для метров, сантиметров и миллиметров. С помощью механического карандаша и твердой руки нетрудно провести линии на расстоянии одного миллиметра друг от друга. Теперь представьте, что пытаетесь вписаться один миллион параллельные линии внутри пространство миллиметра -это нанометр. Для изготовления этих линий определенно потребуется специализированное оборудование, поскольку:

• А нанометр (нм) меньше, чем ...
• микрометр (мкм), что меньше a ...
• миллиметр (мм), что меньше ...
• сантиметр (см), что меньше ...
• дециметр (дм), что меньше ...
• метр (м).

Без помощи каких-либо инструментов (например, увеличительных стекол, микроскопов) нормальный человеческий глаз (то есть нормальное зрение) способен видеть отдельные объекты с расстояния примерно две сотых миллиметра в диаметре, который равен 20 микрометрам.

Чтобы дать размеру 20 микрометров некоторый контекст, посмотрите, можете ли вы идентифицировать одно хлопковое / акриловое волокно. торчать из свитера (очень поможет держать его напротив источника света) или парить в воздухе как пыль. Или просейте в ладони немного мелкого песка, чтобы найти мельчайшие, еле уловимые крупинки. Если это немного сложно сделать, взгляните на человеческие волосы, которые варьируются от 18 микрометров (очень тонкий) до 180 микрометров (очень грубый) в диаметре.

И все это на уровне микрометра - объекты нанометрового размера в тысячу раз меньше!

Атомы и клетки

Наноразмер обычно охватывает размеры от одного до 100 нанометров, включая все, от атомного до клеточного уровней. Вирусы имеют размер от 50 до 200 нанометров. Средняя толщина клеточной мембраны составляет от 6 до 10 нанометров. Спираль ДНК составляет около 2 нанометров в диаметре, а углеродные нанотрубки могут достигать 1 нанометра в диаметре.

На этих примерах легко понять, что для этого требуется мощное и точное оборудование (например, сканирование туннельные микроскопы) для взаимодействия (т. е. изображения, измерения, моделирования, манипулирования и изготовления) объектов на наноскопический масштаб. И есть люди, которые делают это каждый день в таких областях, как:

• Химия
• Биология
• Физика
• Материаловедение
• Инженерное дело
• Технология

Существует множество примеров современной продукции, выполненной в нанометровом масштабе. Некоторые лекарства такого размера предназначены для доставки лекарств к определенным клеткам. Современные синтетические химические вещества производятся с помощью процесса, который создает молекулы с нанометровой точностью. Углеродные нанотрубки используются для улучшения тепловых и электрических свойств изделий. И Samsung Galaxy S8 смартфон и Планшет Apple iPad Pro (второе поколение) обе функции процессоры рассчитан на 10 нм.

Будущее ждет больше для научных и технологических приложений нанометрового размера. Однако нанометр - это даже не самое маленькое измерение! Проверьте таблицу ниже, чтобы увидеть, как это можно сравнить.

Таблица показателей

Метрическая	Власть	Фактор
Экзаменатор (Em)	1018	1 000 000 000 000 000 000
Петаметр (PM)	1015	1 000 000 000 000 000
Тераметр (Тм)	1012	1 000 000 000 000
Гигаметр (Gm)	109	1 000 000 000
Мегаметр (мм)	106	1 000 000
Километр (км)	103	1 000
Гектометр (hm)	102	100
Декаметр (плотина)	101	10
Метр (м)	100	1
Дециметр (дм)	10-1	0.1
Сантиметр (см)	10-2	0.01
Миллиметр (мм)	10-3	0.001
Микрометр (мкм)	10-6	0.000 001
Нанометр (нм)	10-9	0.000 000 001
Пикометр (pm)	10-12	0.000 000 000 001
Фемтометр (фм)	10-15	0.000 000 000 000 001
Аттометр (am)	10-18	0.000 000 000 000 000 001